Ha следующий день Ксеркс приказал снова сделать нападение, но персы опять дрались без успеха. Под вечер перед царем выступил один малеец, по имени Эфиальт, и в надежде на большую награду предложил ему показать тропинку через горы, по которой можно было зайти в тыл грекам. Впоследствии Эфиальт, из страха пред спартанцами, бежал в Фессалию, а Амфиктионы оценили его голову. По возвращении его он был убит одним жителем Трахиса, Афенадом, совсем по другой причине, но лакедемоняне тем не менее выдали последнему награду, назначенную за голову изменника. Ксеркс чрезвычайно обрадовался предложению Эфиальта и в тот же вече послал с ним Идарна с отрядом войска. Ночью они пробрались из Трахиса, по узкому ущелью, через дубовый лес, до вершины Каллидрома. Здесь стояли 1000 фокейцев, поставленных Леонидом для охраны тропинки. Они чрезвычайно небрежно исполняли свое дело, так что пробуждены были от сна только шелестом листьев под ногами уже приближавшихся персов. Осыпанные градом стрел, они поспешно отступили на вершину Каллидрома и оставили персам, которые более об них и не думали, свободный проход. Занялось утро, когда персы другим ущельем сошли к Альтиною.

Еще раньше прорицатель Мегистиас по жертве предсказал грекам, что в этот день их постигнет смерть. Уже ночью явились перебежчики и известили, что персы идут через горы; с рассветом лазутчики и караульные бежали с гор. Леонид нашел, что теперь уже невозможно более удержать проход; он был слишком слаб, чтобы с успехом отражать нападение с двух сторон. Поэтому, чтобы не жертвовать напрасно людьми, он отдал приказ отступить, всем другим отрядам, чтобы умереть геройской смертью с одними своими спартанцами. Сам он не смел отступить, он считал бесчестным покинуть пост, на который поставлен был своим отечеством. К тому же и оракул возвестил, что Спарта или погибнет, или будет оплакивать смерть своего царя. Итак, его смерть должна была предотвратить гибель отечества. Кроме спартанцев, с ним добровольно остались храбрые феспийцы со своим предводителем Димофилом. Фиванцев Леонид насильно удержал при себе, потому что если бы их отпустить, они стали бы поддерживать армию неприятеля, между тем как, сражаясь против Ксеркса, они возбудят его гнев против своего отечественного города. Таким образом, всего у Фермопил осталось около 1200 гоплитов.

Ксеркс помолился восходящему солнцу и повел свои войска в атаку. В 10 часов утра, как он условился с Идарном, против греков должно было открыть действие с обеих сторон. Он еще ожидал условленного часа, как греки, собравшись вокруг Леонида, бросились в атаку из северного прохода в открытое место; с тыла они были прикрыты от войска Идарна стеной, которую в прежние времена фокейцы возвели в северном проходе. Решившись на смерть, спартанцы и феспийцы дрались со страшным остервенением, не щадя ни себя, ни неприятеля персы не смели отступить; за их спиной стояли начальники с бичами и гнали их вперед. Многие из персидских солдат падали в море и тонули, гораздо большее число их было заживо раздавлено другими. Копья греков производили страшное опустошение среди плотно сдавленной массы. Когда же копья спартанцев и феспийцев поломались, они пошли на персов с мечами.